Mi az a PON? A szélessávú hozzáférési technológia rohamosan fejlődik, és olyan csatatérré válik, ahol a füst soha nem oszlik el. A hazai mainstream jelenleg még az ADSL technológia, de egyre több berendezésgyártó és üzemeltető fordult az optikai hálózati hozzáférési technológia felé.
A réz ára tovább emelkedik, a kábelek ára továbbra is csökken, az IPTV és a videojáték-szolgáltatások iránti növekvő kereslet pedig az FTTH növekedését hajtja végre. Világossá válik az a gyönyörű kilátás, hogy a rézkábelt és a vezetékes koaxiális kábelt optikai kábelre, telefonra, kábeltévére és a szélessávú adatátviteli hármasra cseréljük.
1. ábra: PON topológia
A PON (Passive Optical Network) passzív optikai hálózat a fő technológia az FTTH szál otthoni megvalósításához, amely pont-többpont közötti szálas hozzáférést biztosít, amint az 1. ábrán látható.OLT(optikai vonali terminál) és az irodai oldal felhasználói oldala. AONU(Optikai Hálózati Egység) és ODN (Optikai Elosztó Hálózat) alkotják.Általában a lefelé irányuló kapcsolat a TDM broadcast módot, a felfelé pedig a TDMA (Time Division Multiple Access) módot alkalmazza, hogy pont-többpont közötti fa topológiát alkosson. A PON legnagyobb fénypontja, mivel az optikai hozzáférési technológia „passzív”. Az ODN nem tartalmaz aktív elektronikus eszközöket és elektronikus tápegységeket. Mindegyik passzív komponensekből, például elosztókból áll, amelyek alacsony kezelési és üzemeltetési költséggel bírnak.
PON fejlődéstörténet
A PON technológiai kutatás 1995-ben kezdődött. 1998 októberében az ITU elfogadta az ATM-alapú PON technológiai szabványt, a G-t, amelyet az FSAN szervezet támogat (teljes szolgáltatású hozzáférési hálózat). 983. Más néven BPON (BroadbandPON). A sebesség 155 Mbps, és opcionálisan támogatja a 622 Mbps-ot.
Az EFMA (Ethernetin the First Mile Alliance) 2000 végén vezette be az Ethernet-PON (EPON) koncepcióját 1 Gbps átviteli sebességgel és egy egyszerű Ethernet-beágyazáson alapuló kapcsolati réteggel.
A GPON-t (Gigabit-CapablePON) az FSAN szervezet javasolta 2002 szeptemberében, az ITU pedig 2003 márciusában fogadta el a G 984. 1 és G. 984. 2 megállapodást. G. 984.1 A GPON hozzáférési rendszer általános jellemzői meg vannak határozva.G. A 984. 2 a GPON ODN (Optikai Elosztó Hálózat) fizikai elosztással kapcsolatos alrétegét határozza meg. 2004 júniusában az ITU ismét átadta a G-t. 984. 3, amely meghatározza az átviteli konvergencia (TC) réteg követelményeit.
EPON és GPON termékek összehasonlítása
Az EPON és a GPON az optikai hálózati hozzáférés két fő tagja, mindegyiknek megvan a maga érdeme, versenyeznek egymással, kiegészítik egymást és tanulnak egymástól. Az alábbiakban különböző szempontok szerint hasonlítjuk össze őket:
Arány
Az EPON 1,25 Gbps-os rögzített felfelé és lefelé irányuló kapcsolatot biztosít 8b/10b vonalkódolással, a tényleges sebesség pedig 1 Gbps.
A GPON többféle sebességfokozatot támogat, és támogatja az uplink és a downlink aszimmetrikus sebességeket, a 2,5 Gbps vagy 1,25 Gbps downstream és az 1,25 Gbps vagy 622 Mbps uplink sebességet. Az aktuális igényeknek megfelelően meghatározzák a felfelé és lefelé irányuló kapcsolati díjakat, és kiválasztják a megfelelő optikai modulokat, hogy növeljék az optikai eszköz sebességének árarányát.
Ez a következtetés: A GPON jobb, mint az EPON.
Megosztási arány
A megosztási arány hányTeher(felhasználókat) egy hordozzaOLTkikötő (iroda).
Az EPON szabvány 1:32-es felosztási arányt határoz meg.
A GPON szabvány a következő 1:32 arányban határozza meg a felosztási arányt; 1:64; 1:128
Valójában a műszaki EPON rendszerek magasabb felosztási arányokat is elérhetnek, például 1:64, 1:128, az EPON vezérlőprotokoll pedig többet tud támogatniTeher.Az útarányt főként az optikai modul teljesítményspecifikációi korlátozzák, és a nagy megosztási arány miatt az optikai modul költsége jelentősen megnő. Ezenkívül a PON beillesztési vesztesége 15-18 dB, és a nagy felosztási arány csökkenti az átviteli távolságot. A túl nagy felhasználói sávszélesség megosztása a nagy megosztási arány ára is.
Ez a következtetés: A GPON többszörös szelektivitást biztosít, de a költségmegfontolás nem nyilvánvaló. A GPON rendszer által támogatott maximális fizikai távolság. Ha az optikai megosztási arány 1:16, akkor a 20 km-es maximális fizikai távolságot támogatni kell. Ha az optikai megosztási arány 1:32, akkor a 10 km-es maximális fizikai távolságot támogatni kell. Az EPON ugyanaz,ez a következtetés: egyenlő.
QOS (szolgáltatás minősége)
Az EPON egy 64 bájtos MPCP-t (multi point control protocol) ad hozzá a MAC fejléc Ethernet fejlécéhez. Az MPCP üzeneteken, állapotgépeken és időzítőkön keresztül vezérli a P2MP pont-többpont topológiához való hozzáférést a DBA dinamikus sávszélesség-kiosztás megvalósítása érdekében. Az MPCP magában foglalja a kiosztásaONUátviteli időrések, automatikus felfedezés és csatlakozásTeher, valamint a torlódások jelentése a magasabb rétegeknek a sávszélesség dinamikus kiosztása érdekében. Az MPCP alapvető támogatást nyújt a P2MP topológiához. A protokoll azonban nem osztályozza a szolgáltatási prioritásokat. Minden szolgáltatás véletlenszerűen versenyez a sávszélességért. A GPON teljesebb DBA-val és kiváló QoS szolgáltatási képességekkel rendelkezik.
A GPON négy típusra osztja a szolgáltatás sávszélesség-kiosztási módszerét. A legmagasabb prioritás a rögzített (fix), a biztosított, a nem biztosított és a legjobb erőfeszítés. A DBA továbbá egy forgalmi tárolót (T-CONT) határoz meg felfelé irányuló kapcsolati forgalomütemező egységként, és minden T-CONT-t egy Alloc-ID azonosít. Minden T-CONT egy vagy több GEMPort-ID-t tartalmazhat. A T-CONT öt szolgáltatástípusra oszlik. A különböző típusú T-CONT-ok eltérő sávszélesség-kiosztási módokkal rendelkeznek, amelyek megfelelnek a különböző szolgáltatásfolyamok különböző QoS-követelményeinek késleltetésre, jitterre és csomagvesztési rátára vonatkozóan. A T-CONT 1. típust egy fix sávszélességű rögzített időrés jellemzi, amely megfelel a fix sávszélességű (fix) kiosztás, amely alkalmas késleltetésre érzékeny szolgáltatásokra, például hangszolgáltatásokra. A 2-es típust rögzített sávszélesség, de meghatározatlan időrés jellemzi. A megfelelő garantált sávszélesség (Assured) kiosztás olyan fix sávszélességű szolgáltatásokhoz alkalmas, amelyek nem igényelnek nagy jittert, mint például a video on demand szolgáltatások. A 3-as típust a minimális sávszélesség-garancia és a redundáns sávszélesség dinamikus megosztása jellemzi, és a maximális sávszélesség korlátja, amely megfelel a nem biztosított sávszélesség (Non-Assured) kiosztásának, alkalmas szolgáltatásgarancia-igényű szolgáltatásokhoz és nagy burst forgalomhoz. Ilyen például az üzlet letöltése. A 4-es típust a BestEffort jellemzi, nincs sávszélesség-garancia, alkalmas alacsony késleltetési és jitter-igényű szolgáltatásokhoz, mint például a WEB-böngészési szolgáltatás. Az 5-ös típus egy kombinált típus, a garantált és nem garantált sávszélesség kiosztása után további A sávszélességigény a lehető legjobban van kiosztva.
Következtetés: A GPON jobb, mint az EPON
Az OAM üzemeltetése és karbantartása
Az EPON nem vesz túl sok figyelmet az OAM-ra, hanem egyszerűen meghatározza az ONT távoli hibajelzést, a visszahurkolást és a kapcsolatfigyelést, és opcionális támogatás.
A GPON a PLOAM-ot (PhysicalLayerOAM) határozza meg a fizikai rétegben, az OMCI-t (ONTManagementandControlInterface) pedig a felső rétegben az OAM-kezelés több szinten történő végrehajtásához. A PLOAM az adattitkosítás, az állapotfelismerés és a hibafigyelés megvalósítására szolgál. Az OMCI csatorna protokoll a felső réteg által meghatározott szolgáltatások kezelésére szolgál, beleértve a függvény paraméterkészletét isONU, a T-CONT szolgáltatás típusát és mennyiségét, a QoS paramétereket, a kérés konfigurációs információit és a teljesítménystatisztikát, és automatikusan értesíti a rendszer futó eseményeit, hogy megvalósítsa a konfigurálást.OLTaz ONT-ra. Hibadiagnosztika, teljesítmény és biztonság kezelése.
Következtetés: A GPON jobb, mint az EPON
Linkréteg-beágyazás és több szolgáltatás támogatása
A 2. ábrán látható módon az EPON egy egyszerű Ethernet adatformátumot követ, de egy 64 bájtos MPCP pont-többpont vezérlési protokollt ad hozzá az Ethernet fejléchez, hogy megvalósítsa a sávszélesség-allokációt, a sávszélesség körbejárását és az automatikus felderítést az EPON rendszerben. Raktározás és egyéb munka. Az adatszolgáltatásokon kívüli szolgáltatások (például a TDM szinkronizálási szolgáltatások) támogatásáról nem sok kutatás folyik. Sok EPON-gyártó kifejlesztett néhány nem szabványos terméket a probléma megoldására, de ezek nem ideálisak, és nehéz megfelelni a szolgáltatói osztály QoS követelményeinek.
2. ábra: GPON és EPON protokollveremek összehasonlítása
A GPON a teljesen új szállítási konvergencia (TC) rétegre épül, amely képes a magas szintű diverzitási szolgáltatások adaptációját befejezni. A 2. ábrán látható módon meghatározza az ATM-beágyazást és a GFP-beágyazást (általános keretezési protokoll). Mindkettőt választhatja. Az egyik az üzleti kapszulázásra szolgál. Tekintettel az ATM-alkalmazások jelenlegi népszerűségére, elérhető egy GPON, amely csak a GFP-beágyazást támogatja. Megszületett az egyszerű eszköz, amely a költségek csökkentése érdekében eltávolította az ATM-et a protokollveremből.
A GFP egy általános kapcsolati réteg eljárás több szolgáltatáshoz, amelyet az ITU G. 7041-ként határoz meg. A GPON-ban néhány módosítást hajtottak végre a GFP-n, és a GFP-keret élén bevezették a PortID-t a többportos multiplexelés támogatása érdekében. A Frag (Fragment) szegmentálási jelzést is bevezetik a rendszer tényleges sávszélességének növelése érdekében. És csak az adatfeldolgozási módot támogatja a változó hosszúságú adatokhoz, és nem támogatja az adatátlátszó feldolgozási módot az adatblokkok esetében. A GPON nagy teljesítményű, több szolgáltatást nyújtó teherbíró képességgel rendelkezik. A GPON TC rétege lényegében szinkron, szabványos 8 kHz-et használ (125μm) fix hosszúságú keretek, amelyek lehetővé teszik a GPON számára, hogy támogassa a végpontok közötti időzítést és egyéb kvázi szinkron szolgáltatásokat, különösen a TDM szolgáltatásokat közvetlenül támogató, az úgynevezett NativeTDM esetében. A GPON „természetes” támogatással rendelkezik a TDM szolgáltatásokhoz.
Ez a következtetés: A GPON-t támogató TC-réteg a többszolgáltatáshoz erősebb, mint az EPON MPCP-je.
Következtetés
Az EPON-nak és a GPON-nak megvannak a maga előnyei. A GPON a teljesítménymutatók tekintetében jobb, mint az EPON. Az EPON-nak azonban megvan az idő és a költség előnye. A GPON felzárkózik. Várakozással a jövőbeni szélessávú hozzáférési piac nem helyettesítheti, hanem kiegészítőnek kell lennie. A sávszélesség, a több szolgáltatás, a magas QoS és biztonsági követelmények, valamint az ATM technológia gerinchálózati ügyfélként a GPON megfelelőbb lesz. Az alacsony költségérzékenységű, QoS- és biztonsági követelményekkel rendelkező ügyfelek számára az EPON vált a domináns tényezővé.